MODELO CINÉTICO DEL SECADO DE MANGO (Mangifera indica)

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En la literatura, se encuentran varios modelos propuestos para analizar el secado en capa delgada de productos higroscópicos: los teóricos, los semiteóricos y los empíricos. Los modelos de secado basados en la teoría de difusión de líquido han sido preferidos por muchos investigadores en el área de secado de alimentos y granos, en la teoría existen muchos modelos que nos sirven para mirar el estudio de la cinética de secado, de esta forma, se realizaron todos estos modelos con el fin de encontrar cuál de estos es el que mejor muestra el comportamiento del secado del mango en cuanto a su coeficiente de correlación, de esta forma encontramos que el de PAGE y LOGARITMICA fueron los que mejor se ajustaron ya que el R2 se acercaron más a uno. Por tanto estos dos permitieron conocer la difusividad, que son mostradas en las siguientes tablas

Tabla. 2 Difusividad Para Ecuación De Page y Logarítmica a 70°C

PAGE 70°C

Deff

0,00402657

Lo

1,841239214

R2

9,285E-01

LOGARITMICA 70°C

Deff

0,1

Lo

2,7

R2

0,8739

Tabla. 3 Difusividad Para Ecuación De Page y Logarítmica a 65°C

PAGE 65 °C

Deff

0,00402657

Lo

1,76104610827675

R2

9,801E-01

LOGARITMICA 65°C

Deff

0,1

Lo

6,4

R2

0,9927

Tabla. 4 Difusividad Para Ecuación De Page y Logarítmica a 70°C

PAGE 60°C

Deff

0,03

Lo

1,1

R2

9,696E-01

LOGARITMICA 60°C

Deff

0,0

Lo

1,4

R2

0,8307

De esta forma utilizando los modelos de page y logarítmica ya que son los que mejor se comportan para la cinética de secado de mango se pudo obtener la difusividad presente en la cual en page es de 0,0040 y en logarítmica es de 0,1, pero basándonos en el coeficiente de error el de page es el mejor ya que presenta menor valor, y esto mismo se ve presente en las otras temperaturas de 65°C y 60°C. En este resultado podemos observar que como el agua está contenida en el interior del alimento, en poros e intersticios, la velocidad decrece hasta llegar a un segundo punto crítico que marca el principio del segundo periodo de secado. En este periodo final la velocidad de vaporización es prácticamente independiente de la velocidad del aire. El calor de vaporización se introduce al sólido por conducción. La temperatura en la superficie del alimento se acerca a la de bulbo seco del aire. Como el fenómeno de migración es complejo, se trabaja con la difusividad efectiva, que engloba todos los efectos que pueden intervenir en ese fenómeno. Las soluciones analíticas para la segunda ley de Fick se aplican a sólidos de forma geométrica simples y constantes a lo largo del proceso. Considerando que el sólido sea una placa plana con ambas superficies expuestas a lo largo del secado, difusividad constante, variación del volumen despreciable y despreciando el efecto del gradiente de temperatura en el interior de la muestra.

Además, se utilizó la siguiente ecuación [pic 3]

Debido a que la forma que adquirió las rodajas de mango se comporta como placas finitas de espesor total, con una distribución inicial uniforme de humedad, X0, y en ausencia de cualquier resistencia externa.

[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

Figura. 1. Tiempo VS Humedad Libre (BS) [pic 11]

En la gráfica podemos observar el comportamiento que tiene la humedad con respecto al tiempo medido ya que a medida que pasa el tiempo el mango por acción del aire caliente pierde humedad y por ende pierde peso, en la gráfica podemos evidenciar 5 áreas importante en el secado en las cuales se evidencia que empezando en el tiempo cero, el contenido inicial humedad libre corresponde al punto A; al principio el sólido suele estar a una temperatura inferior de la que tendrá al final, y la velocidad de secado va en aumento. Al llegar al punto B, la temperatura de la superficie alcanza su valor de equilibrio; por otra parte si el solidó está bastante caliente al principio de la operación, la velocidad de secado puede iniciarse en el punto A'. Este periodo inicial de ajuste en estado no estacionario suele ser bastante corto por lo general se pasa por alto en el análisis de los tiempos de secado. La curva de la figura es recta entre los puntos B-C, por lo que la pendiente y la velocidad son constantes durante este periodo. Este periodo de secado a velocidad constante. En el punto C de las figura, la velocidad de secado comienza a disminuir en el periodo de velocidad decreciente hasta llegar al punto D. En este primer periodo de velocidad decreciente, la velocidad corresponde a la línea C-D en la figura y por lo general es lineal. En el punto D la velocidad de secado disminuye con más rapidez aún, hasta que llega al punto E, donde ya no es apreciable. A partir de los datos obtenidos podemos calcular la energía de activación que se presenta en la siguiente gráfica.

Hay que resaltar el comportamiento